建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术应用研究
田立强 韩剑波 侯凯军 闫海飞
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田立强 韩剑波 侯凯军 闫海飞,. 建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术应用研究[J]. 建筑技术学报,20217. DOI:10.12721/ccn.2021.157062.
摘要: 在建筑工程桩基施工清孔环节,经常因孔底环境高度复杂、沉渣数量过多而无法彻底清除沉渣。沉渣的存在,不仅会影响建筑桩身、周边土质结构之间的黏结强度,而且会改变桩基周边摩擦力对桩身的作用,威胁整个施工任务的顺利完成。而桩端后注浆施工技术的应用,可以改善工程中桩基压力承受强度,保证施工质量及进度。基于此,探究桩端后注浆技术在桩基工程中的应用具有非常重要的意义。
关键词: 建筑桩基工程;桩端后注浆;注浆管
DOI:10.12721/ccn.2021.157062
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引言

由于传统建筑的灌注桩施工技术存在一定的缺点,比如:容易出现桩低沉渣和桩侧泥皮的现象,这种现象会造成桩基础的承载能力难以达到建筑工程设计的要求,才会引发人们对新技术的探讨,经过无数次的研究与探讨,相关工作人员提出了灌注桩后注浆技术,这项技术有效的解决了沉渣、泥皮等问题,并且能够最大限值提高桩基础的承载能力。这项技术的应用,不仅在一定程度上节约了施工成本,更提高了建筑工程的质量,促进了建筑工程的蓬勃发展。

1注浆技术概述

注浆技术是一种利用指定浆液对指定区域进行填充或浇灌,以保证相应部位不留空隙或没有断裂风险的技术,应用后对于部分建筑表面可以起到防漏作用。注浆技术的应用范围在不断扩大,在建筑领域受到了越来越广泛的关注,在桥梁工程中也得到了一定的应用。应用的填充浆液具有较强的黏合力,可以通过置换等一系列方式改变覆盖部分的物理性质,使整体变得更为坚固,因而在地基建造过程中应用注浆技术可以起到坚固地基的作用。该技术操作简单,且对环境的要求极低,较节省时间,融入先进施工技术后成功率也有较好的保证,可达到较好的防水和加固效果,值得进一步推广。

2建筑桩基工程中桩端后注浆施工技术的应用流程

2.1设定注浆参数

在注浆泵、浆液搅拌机、百分表、P.042.5级别水泥、JLWT注浆剂等设备、材料准备完毕后,鉴于浆液配比、浆液种类、注浆量、注浆压力、注浆时间等因素对桩端后注浆质量的影响,施工技术人员可以在前期进行上述注浆参数的科学设置。在注浆配比方面,由于该工程前期试桩持力层均为全风化泥岩,结合实际工程经验,可设定水泥浆液水灰比为0.5。在浆液种类方面,可选用级别为P.042.5的新鲜普通硅酸盐水泥作为浆液配置原料。在注浆压力方面,根据注浆地层(饱和全风化泥岩)特点,设定平稳注浆压力为1.9MPa~2.1MPa,开始注浆压力、终止注浆压力均处于大于2MPa小于5MPa范围内,避免因注浆压力过大或过小而出现原有土体结构被破坏、注浆费用增加、邻桩成孔困难、注浆受阻等问题。在注浆时间方面,施工技术人员应严格选择“桩身混凝土浇筑完成后且达到一定强度”作为施工时间段,即在桩身混凝土浇筑一个星期到两个星期内,开始注浆操作,避免因注浆过早或过晚导致桩身破损、注浆失败、浆液向远处扩散等问题。

2.2桩型的选择

通常情况下,单桩的承载力要求≥4500kN。在建筑工程中应用时,对荷载值要求较高,并且相对来说对沉降变形较为敏感。结合某建筑案例来看,高层建筑,楼层总高26层,地下2层,建筑总面积为42000m2,其基坑深度为11m。建筑均采用了Φ800的钻孔灌装技术,土层由淤泥、黏土、杂填土以及圆砾等多种物质组成,然后采取中密为主的方式进行密实,层顶采取36m~39m埋深,层厚控制在8m~18m。桩型的选择在这种高层建筑中要求≥4500kN,桩基承受的平均轴向压力必须小于标准要求的承载力。在施工现场结合土质来选择合理的持力层,例如把持力层选择在土层中的粘性土碎石层上。通过黏性土碎石桩侧与桩端上的阻力,把沉降的可能性降到最低。可以将灌注桩直径设定要1000mm,桩长40m,进入持力层中8.8m,通过结合多种参数对承载力进行计算,可得到估值为5498kN。灌注浆液的水灰比为1.45~1.65,其强度随着土密实度而提升,其干作业的水灰配比为0.7~0.9,在松散沙砾情况下的浆液配比则为0.5~0.6。

2.3制作及布设注浆管

制作浆管时要注意连接处的焊接,通常用长度为25mm左右的套筒进行连接,位置位于两端。浆管与钢筋笼的长度差值在8.5m左右。铺设管道时,要将管道超出基坑2m左右,且通过在顶端施压的方式保证稳固性与封闭性,尽可能减少杂物的混入。中底铺设钢筋笼,喷头放在管下约20cm处,然后进行打孔工作,要注意打孔过程中施加的压力大小,一方面需要满足工程要求,另一方面也要考虑整体结构的承压能力。管头处要埋设相应的凝土块,减少不同结构之间的摩擦,待钢筋笼布置完成后即可进行灌浆工作,同时必须密切注意灌浆压力,减少对管道本身的损耗,延长管道的使用时长。

2.4疏通注浆通道

成桩24h后,组织预压劈裂通道施工,可形成劈裂桩底混凝土保护层,以改善注浆通道的状态,保证其具有畅通性。在压水环节,水压宜稳定在1~2MPa。在注浆系统畅通后,内部的压水压力逐步下降,可暂停压水,此过程中及时封闭阀门,封闭的持续时间以10~20min为宜,经过该阶段后,确保管道压力可有效消散。压水量为重点控制指标,不宜超过0.2m3/min,避免因水流过大,造成不良影响,如钻孔灌注桩在高强水压力的作用下而受损,会影响成桩质量。

2.5压水测试

注浆前还需要进行压力测试,这是保证注浆工作顺利开展的关键。首先要了解浆液的具体材料,在管道内通入水流,测试管道的承压能力与密封能力,具体操作为持续注入高压水流,测试整体管道的密封程度,测试时间长达5min左右,且不可间断,控制水流的压力不能超过1MPa。压力测试完毕且保证通过后,清理管道,将灌浆工作进行前的准备工作落实到位。

3建筑桩基工程桩端后注浆技术施工质量控制

3.1增强桩与桩周土体间黏结强度

通过对孔底沉渣厚度、桩位偏差情况进行检查,得出全部桩孔底沉渣厚度均在50mm以下,且桩位偏差小于100mm,最小偏差为30mm。由此可知,在压力一定的情况下,桩端后注浆技术可以促使浆液上返,降低桩孔沉渣厚度,提升桩与桩间土的黏结强度,促使桩的侧摩擦阻力有效提升。与此同时,受浆液的劈裂作用影响,可以顺利深入桩周地层,发挥“加筋”作用,缩小桩位偏差,提高桩基稳固性。

3.2浆液质量控制

浆液的质量会直接影响桩端注浆的施工效果,宜按照0.45~0.65∶1的水灰比制备浆液。初始注浆期间的浆液黏稠度较小,后续桩底贯通后,可在原基础上加大浆液的浓度,以便取得更佳的密封效果、加固效果。对于浆液可灌性较差的情况,可适当降低水灰比。浆液制备时应严格控制搅拌时间,确保各类原材料可均匀混合,以1~3min为宜,具体根据实际情况合理调整。

3.3注浆管焊接以及钢筋笼放置施工质量控制

注浆管连接时需要选用螺纹连接的方式,安装孔口时需要采用外接头连接注浆管,通过焊接的方式来提升工程质量。在工程检验中派设专业人员进行检验,在确定工程质量满足工程标准要求后进入下一阶段。在钢筋笼内部布置注浆管,利用钢丝捆扎钢筋笼与注浆管,在钢筋笼的主筋、加劲箍筋部位绑扎注浆管桩端,并在不同的加劲箍筋部位布置捆扎点,确保纵向钢筋底部稳定性与完整性。在进行注浆导管焊接时,应当提高焊接的密封性,从而确保工程整体质量

结束语

综上所述,桩基是建筑工程中的基础部分,注浆为关键施工环节,桩体、建筑整体的稳定性与注浆效果相关联。在现代建筑桩基工程中,可采用桩端后注浆的方法,本文对具体的施工要点展开分析,体现在准备工作、注浆参数控制等方面,为类似工程提供参考,推动桩基注浆施工技术的不断发展。

参考文献

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